| Resumo : |
Devido às suas possíveis vantagens, asas mórficas vêm ganhando visibilidade na indústria aeronáutica. Um dos motivos é a capacidade de redução do arrasto devido a uma mudança suave na curvatura, diferente de asas com flap, nas quais tal mudança ocorre de forma brusca. Se associada a um atuador leve, simples e confiável, como os feitos de liga com Efeito de Memória de Forma (LEMF), tais vantagens podem ser ampliadas: diminuição no peso total devido à substituição de atuadores mecânicos e hidráulicos, simplificação do projeto e redução da necessidade de manutenção. Assim, o principal objetivo deste trabalho é analisar a viabilidade de construir uma asa mórfica, cujo arqueamento é variável, a partir de nervuras com mecanismo flexível no bordo de fuga atuadas por fios de NiTi apresentando o Efeito de Memória de Forma. Para atingir tal fim, a nervura mórfica com mecanismo flexível foi proposta e desenvolvida sendo submetida a testes estruturais para garantir sua flexibilidade. Depois de definida, a mesma foi manufaturada por impressão 3D. O fio de NiTi usado como atuador foi treinado por um procedimento termomecânico baseado num processo cíclico com aplicação constante de carga para adquirir o Efeito de Memória de Forma Bidirecional (EMFB). Após o treinamento, o fio apresenta um determinado comprimento quando na fase martensita (baixa temperatura) e outro menor na fase austenita (alta temperatura). A construção da asa é feita intercalando-se fios de NiTi e nervuras para que a atuação seja realizada de forma distribuída ao longo de sua envergadura. Após a construção, a mesma foi testada em túnel de vento para a análise de seu comportamento a diferentes velocidades de escoamento. Os testes no túnel de vento mostram que o carregamento aerodinâmico faz com que a deflexão do bordo de fuga diminua devido à flexibilidade da asa. Além disso, o perfil da asa mórfica foi comparado aos perfis com flaps individuais, duplos e triplos sugerindo que, a pequenas deflexões do bordo de fuga, a asa mórfica apresenta um bom comportamento aerodinâmico: considerável sustentação associada a um pequeno arrasto. Por outro lado, para grandes deflexões, a asa mórfica apresenta grande sustentação associada a um grande arrasto, o que diminui sua eficiência, sendo mais indicado, para essa condição, o uso de flaps. Por fim, analisou-se a possibilidade de substituir os fios de NiTi com EMFB por fios apenas com EMF e observou-se que é possível obter resultado semelhante de deflexão para a nervura mórfica construída. |